輕質(zhì)導電-磁性復合空心微球的研究.pdf

1、隨著材料科學的逐步發(fā)展,人們逐漸開始關注微型功能化材料?？招奈⑶虿牧弦云涞兔芏群透弑缺砻娣e等優(yōu)點成為新型材料的研究熱點。同時,導電-磁性的復合材料在電磁屏蔽、吸波材料等領域有很重要的應用。本論文以聚苯胺(PANI)和四氧化三鐵(Fe3O4)作為導電-磁性的功能材料,分別以聚苯乙烯為模板和空心玻璃微球(HGS)為載體制備輕質(zhì)導電-磁性空心微球,使用FTIR、SEM、XRD、EDX、TGA、XPS、Zeta電位測定等表征手段對其組成和微觀結

2、構進行了表征,并使用四探針電阻測定儀和振動樣品磁強計(VSM)進行導電性和磁性的測試,同時對其復合機理進行了研究。
　　首先使用聚苯乙烯(PS)微球為模板,通過官能團轉化,在微球模板上衍生磺酸基團,誘導 Fe3O4/PANI復合,去除模板制備了導電-磁性空心微球。采用一系列表征手段對其結構和性能進行分析。通過控制 PS磺化時間有效地調(diào)控了Fe3O4的吸附量。對比了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性對聚苯胺復合的影響,得到了具有較高飽和磁

3、化率和高導電率的電磁復合空心微球。復合空心微球最高飽和磁化率可達9.13emu/g,最高導電率可達1.27S/cm。
　　采用硅烷偶聯(lián)劑改性HGS,研究了硅烷偶聯(lián)劑改性條件對微球結構的影響。進而利用微球表面雙鍵與苯乙烯進行共聚合反應,在 HGS表面包覆聚苯乙烯,通過磺化處理衍生的磺酸基吸附 Fe3O4,再復合PANI制備出殼體結構完整的輕質(zhì) HGS/SPS/Fe3O4/PANI導電-磁性復合材料。分析結果表明磺酸基對Fe3O4納米

4、顆粒具有強吸附作用,復合材料的飽和磁化率可達11.707emu/g,電導率可達10-3數(shù)量級。
　　通過改進 HGS表面修飾的方法,提高了改性后 HGS的分散性。研究不同改性程度的 HGS及 Fe3O4表面電位隨 pH的變化,分析了聚苯乙烯改性條件、磺化程度對 HGS表面結構及吸附 Fe3O4性能的影響規(guī)律。分析了 PVP改性對復合聚苯胺的影響作用。研究結果表明,隨磺化程度的提高,HGS對Fe3O4的吸附量增加。PVP修飾導致復合